بطارية الرصاص الحمضية مقابل بطارية ليثيوم أيون – دليل شامل

تعد بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون خيارين شائعين، ولكل منهما إيجابيات وسلبيات. دعونا نلقي نظرة على كيفية مقارنتهما.

لقد كانت بطاريات الرصاص الحمضية موجودة منذ فترة طويلة. وهي أرخص في البداية ولكنها لا تدوم طويلاً. ستجدها في السيارات وبعض أنظمة النسخ الاحتياطي المنزلية. تكلف بطاريات الليثيوم أيون أكثر في البداية ولكنها تدوم لفترة أطول وتعمل بشكل أفضل في كثير من النواحي.

قد تتساءل عن أيهما مناسب لك. يعتمد الأمر على ما تحتاجه. قد تكون بطاريات الرصاص الحمضية جيدة للاستخدام قصير المدى أو إذا كانت ميزانيتك محدودة. تتألق بطاريات الليثيوم أيون في الأجهزة التي تحتاج إلى قدر كبير من الطاقة أو التي تُستخدم كثيرًا. فكر في أهدافك والمبلغ الذي تريد إنفاقه قبل اختيار واحدة.

 

 بطاريات الرصاص الحمضية مقابل بطاريات ليثيوم أيون: نظرة عامة على التكنولوجيا

تعد بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون نوعين شائعين من البطاريات القابلة لإعادة الشحن. وتختلف البطاريات في تركيبها الكيميائي وبنيتها وكيفية تخزين الطاقة. وتؤثر هذه العوامل على أدائها واستخداماتها.

• التركيب الكيميائي

بطاريات الرصاص الحمضية يستخدم الرصاص وحمض الكبريتيك. القطب الموجب يتكون من ثاني أكسيد الرصاص. القطب السالب يتكون من الرصاص الإسفنجي. حمض الكبريتيك يعمل كإلكتروليت.

بطاريات ليثيوم أيون لدي مركب الليثيوم كقطب موجب. غالبًا ما يكون القطب السالب مصنوعًا من الجرافيت. الإلكتروليت عبارة عن ملح ليثيوم في مذيب عضوي.

تمنح هذه المواد المختلفة لكل نوع من أنواع البطاريات خصائص فريدة. فبطاريات الليثيوم أيون أخف وزنًا وأكثر إحكاما. أما بطاريات الرصاص الحمضية فهي أثقل وزنًا ولكنها قادرة على التعامل مع التيارات العالية بشكل جيد.

• هيكل البطارية

بطاريات الرصاص الحمضية يملك صفائح الرصاص السميكة. هذه الألواح مغمورة في إلكتروليت سائل. هذا التصميم يجعلها قوية وثقيلة.

بطاريات ليثيوم أيون يستخدم طبقات رقيقة من المواديتم تكديس هذه الطبقات أو لفها معًا. عادةً ما يكون الإلكتروليت عبارة عن هلام أو بوليمر. يسمح هذا الهيكل بتصميم أكثر إحكاما.

يؤثر هيكل البطارية على كيفية استخدام كل نوع وصيانته. تحتاج بطاريات الرصاص الحمضية إلى إعادة تعبئة المياه بانتظام. أما بطاريات الليثيوم أيون فهي محكمة الغلق ولا تحتاج إلى صيانة.

• أساسيات تخزين الطاقة

يخزن كلا النوعين من البطاريات الطاقة من خلال التفاعلات الكيميائية. في بطاريات الرصاص الحمضية، يتم تخزين الرصاص وثاني أكسيد الرصاص التفاعل مع حمض الكبريتيكيؤدي هذا إلى تكوين كبريتات الرصاص والماء.

تعمل بطاريات الليثيوم أيون عن طريق أيونات الليثيوم المتحركةتتحرك الأيونات بين الأقطاب الموجبة والسالبة. وتسمى هذه العملية بالتداخل.

كثافة الطاقة هي الفارق الرئيسي. يمكن لبطاريات الليثيوم أيون تخزين مزيد من الطاقة في مساحة أقلكما أنها تتمتع بجهد أعلى لكل خلية. وهذا يعني أن هناك حاجة إلى عدد أقل من الخلايا لنفس الجهد.

تختلف معدلات الشحن والتفريغ أيضًا. يمكن لبطاريات الليثيوم أيون الشحن والتفريغ بشكل أسرع. وهذا يجعلها أفضل للتطبيقات عالية الطاقة.

 

بطاريات الرصاص الحمضية مقابل بطاريات الليثيوم أيون: مقارنة شاملة 

تختلف بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون بشكل كبير من حيث الأداء والميزات. دعونا نلقي نظرة على كيفية مقارنة هذين النوعين من البطاريات في العديد من المجالات المهمة.

ميزة	بطارية الرصاص الحمضية	بطارية ليثيوم أيون
الجهد لكل خلية	~2 فولت	3.2 إلى 3.7 فولت
كثافة الطاقة	أقل (1.2 كيلو وات في الساعة لـ 100 أمبير في الساعة)	أعلى (2.4 كيلو وات في الساعة لـ 100 أمبير في الساعة)
الوزن (100 أمبير)	60-70 رطل	30-40 رطل
دورة الحياة	200-300 دورة	2000-5000 دورة
صيانة	الصيانة الدورية مطلوبة	خالية من الصيانة
عمق التفريغ	50% الموصى بها	80-100% القدرة القابلة للاستخدام
التأثير البيئي	المواد الكيميائية السامة، سهلة إعادة التدوير	أكثر أمانًا أثناء الاستخدام، وأصعب إعادة التدوير

 

مقاييس الأداء الرئيسية

• أوقات الشحن وطرقه

يتم شحن بطاريات الليثيوم أيون بشكل أسرع بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية. يمكنك شحن بطارية الليثيوم أيون بالكامل في 2-4 ساعات.تأخذ بطاريات الرصاص الحمضية 8-16 ساعة للوصول إلى الشحن الكامل.

تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الشحن بتيار ثابت وجهد ثابت. وهذا يعني أنها تشحن بسرعة في البداية، ثم تتباطأ مع امتلائها.

تحتاج بطاريات الرصاص الحمضية إلى شحن متعدد المراحل:

1. شحنة كبيرة (سعة 50-80%)
2. شحنة الامتصاص (سعة 80-100%)
3. شحن عائم (يحافظ على الشحن الكامل)

يمكنك شحن بطاريات الليثيوم أيون جزئيًا دون حدوث أي ضرر. تفضل بطاريات الرصاص الحمضية الشحن الكامل لتجنب تراكم الكبريتات.

• السلامة والموثوقية

يعتبر كلا النوعين من البطاريات آمنين بشكل عام عند استخدامهما بشكل صحيح. تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بميزة طفيفة من حيث الموثوقية.

بطاريات الرصاص الحمضية يستطيع:

• تسرب الحمض في حالة التلف
• إطلاق غاز الهيدروجين أثناء الشحن
• تنفجر إذا تم شحنها بشكل زائد بشكل كبير

بطاريات ليثيوم أيون تحتوي على ميزات أمان مدمجة:

• فتحات تهوية حساسة للضغط
• الصمامات الحرارية
• قواطع الدائرة

تساعد هذه المواد على منع ارتفاع درجة الحرارة أو الانفجارات. ولكن حرائق بطاريات الليثيوم أيون، على الرغم من ندرتها، قد تكون شديدة ويصعب إخمادها.

تتميز بطاريات الرصاص الحمضية بثباتها الشديد، وقد تم استخدامها لأكثر من 150 عامًا. كما أنها أقل عرضة للاشتعال من بطاريات الليثيوم أيون.

• دورة الحياة والسعة القابلة للاستخدام

بطاريات ليثيوم أيون تستمر لفترة أطول بكثير من حمض الرصاص. يمكنك أن تتوقع:

• 2000-5000 دورة من بطارية ليثيوم أيون
• 200-300 دورة من الرصاص الحمضي

دورة واحدة هي التفريغ الكامل والشحن.

تختلف القدرة القابلة للاستخدام أيضًا:

• يمكنك استخدام 80-100% من سعة بطارية ليثيوم أيون
• يجب تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية إلى 50% فقط لتجنب التلف

هذا يعني أن بطارية ليثيوم أيون بسعة 100 أمبير توفر لك طاقة تتراوح بين 80 و100 أمبير. أما بطارية الرصاص الحمضية بسعة 100 أمبير توفر لك طاقة قابلة للاستخدام تصل إلى 50 أمبير فقط.

تحافظ بطاريات الليثيوم أيون على سعتها بشكل أفضل بمرور الوقت. تفقد بطاريات الرصاص الحمضية سعتها مع كل دورة، حتى إذا لم يتم استخدامها بالكامل.

 

التطبيقات العملية

تُشغل بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون العديد من الأجهزة والأنظمة في حياتنا اليومية. دعونا نلقي نظرة على كيفية استخدام هذه الأنواع من البطاريات في مجالات مختلفة.

• السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة المتجددة

بطاريات الليثيوم أيون هي الخيار الأفضل السيارات الكهربائيةإنها أخف وزنًا وتدوم لفترة أطول من بطاريات الرصاص الحمضية. وهذا يعني أن السيارات الكهربائية يمكنها قطع مسافات أطول بشحنة واحدة. تستخدم شركتا تسلا ونيسان بطاريات ليثيوم أيون في طرازاتهما الشهيرة.

ل أنظمة الطاقة الشمسية المنزليةيعمل كلا النوعين من البطاريات بشكل جيد. تعد بطاريات الرصاص الحمضية أرخص للطاقة الاحتياطية. لكن بطاريات الليثيوم أيون أفضل إذا كنت تستخدم الطاقة المخزنة كثيرًا. يمكنها التعامل مع دورات شحن أكثر دون أن تتآكل.

تخزين الطاقة على نطاق واسع تستخدم هذه البطاريات أيضًا. تحتاج مزارع الرياح والطاقة الشمسية إلى طرق لتخزين الطاقة الإضافية. تعد بطاريات أيون الليثيوم رائعة لهذا الغرض لأنها فعالة ويمكنها الاستجابة بسرعة للطلب.

• الأجهزة الإلكترونية المحمولة والأدوات الكهربائية

تستخدم الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية بطاريات ليثيوم أيون. تخزن هذه البطاريات قدرًا كبيرًا من الطاقة في مساحة صغيرة. كما أنها تدوم لعدة شحنات دون أن تفقد الكثير من سعتها.

تحولت الأدوات الكهربائية إلى استخدام بطاريات الليثيوم أيون أيضًا. فهي أخف وزنًا، لذا فإن استخدام المثقاب أو المنشار أسهل. ويمكنك العمل لفترة أطول دون تغيير البطاريات. لا تزال بطاريات الرصاص الحمضية مستخدمة في بعض الأدوات الأرخص، لكنها أقل شيوعًا الآن.

كما تعمل بطاريات الليثيوم أيون على تشغيل أشياء مثل الدراجات الكهربائية والدراجات البخارية. فهي توفر لهذه المركبات مدى جيدًا مع الحفاظ على خفة وزنها وسهولة قيادتها.

• الاستخدام الصناعي والتجاري

غالبًا ما تستخدم الرافعات الشوكية في المستودعات بطاريات الرصاص الحمضية. فهي أرخص ويمكنها تحمل الرفع الثقيل المطلوب. لكن بعض الشركات تتحول إلى استخدام بطاريات الليثيوم أيون للشحن بشكل أسرع وأوقات تشغيل أطول.

تعتمد أنظمة الطاقة الاحتياطية للشركات عادةً على بطاريات الرصاص الحمضية. وهي خيار مجرب ومضمون وأقل تكلفة للاستخدام على نطاق واسع. ومع ذلك، أصبحت أنظمة أيونات الليثيوم أكثر شيوعًا بسبب حجمها الأصغر وعمرها الأطول.

في أبراج الاتصالات، يتم استخدام كلا النوعين من البطاريات. تعد بطاريات الرصاص الحمضية شائعة بسبب تكلفتها المنخفضة. لكن بطاريات الليثيوم أيون تكتسب شعبية بسبب أدائها الأفضل في درجات الحرارة القصوى.

 

اتخاذ الاختيار الصحيح

يعتمد اختيار أفضل بطارية على احتياجاتك المحددة. لكل من بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون إيجابيات وسلبيات يجب مراعاتها.

• اعتبارات اختيار البطارية

فكر في الغرض الذي ستستخدم البطارية من أجله. تعمل بطاريات الرصاص الحمضية بشكل جيد في السيارات والطاقة الاحتياطية. فهي أرخص في البداية ولكنها لا تدوم طويلاً. أما بطاريات الليثيوم أيون فهي رائعة للأجهزة المحمولة والمركبات الكهربائية. تكلفتها أعلى في البداية ولكنها تتمتع بعمر أطول.

انظر إلى مقدار الطاقة التي تحتاجها. بطاريات الليثيوم أيون أخف وزنًا وأصغر حجمًا وتوفر نفس القدر من الطاقة. وهذا مهم إذا كانت المساحة أو الوزن مهمين بالنسبة لك.

ما عدد مرات استخدامك للبطارية؟ تستطيع بطارية الليثيوم أيون تحمل دورات شحن أكثر. وإذا كنت ستستخدمها كثيرًا، فقد يكون هذا أفضل لك.

تعتبر ميزانيتك مهمة أيضًا. فالبطاريات التي تحتوي على الرصاص الحمضي أرخص في الشراء ولكنها قد تكون أكثر تكلفة على المدى الطويل. أما بطاريات الليثيوم أيون فهي أكثر تكلفة في البداية ولكنها تدوم لفترة أطول.

فكر في السلامة. كلا النوعين آمنان عند استخدامهما بشكل صحيح، لكن بطاريات الليثيوم أيون أقل عرضة للانسكاب.

• التفكير في بطاريات Deye لتلبية احتياجاتك من الطاقة

توفر سلسلة بطاريات الليثيوم أيون من Deye مجموعة من الحلول للتطبيقات السكنية والتجارية. الجهد المنخفض (LV) و الجهد العالي تتميز السلسلة بتكنولوجيا فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) الآمنة وطويلة الأمد، مما يضمن تخزينًا فعالًا للطاقة مع عمر افتراضي طويل يتجاوز 6000 دورة.

تم تصميم بطاريات Deye بأنظمة إدارة بطارية ذكية للحصول على أداء مثالي، كما يسمح تصميمنا المعياري بإمكانية التوسع وفقًا لاحتياجاتك من الطاقة. 

سواء كنت تبحث عن نظام للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية أو الطاقة الاحتياطية، فإن بطاريات Deye تقدم حلاً قويًا بضمان يصل إلى 10 سنوات. تعد بطاريات Deye استثمارًا قويًا لأي شخص يفكر في خيارات الليثيوم أيون.